實(shí)驗(yàn)探究：鐵絲在氧氣中燃燒為什么會(huì)火星四射

1、實(shí)驗(yàn)探究：鐵絲在氧氣中燃燒為什么會(huì)火星四射安徽塔銅陵市第三屮曇他尤俊一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路根據(jù)普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))第三部分內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)必修課程化學(xué)1»主題 2化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)1“體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，學(xué)習(xí)運(yùn)用以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的實(shí)證研究方 法”、標(biāo)準(zhǔn)4“能夠獨(dú)立或與同學(xué)合作完成實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告， 并能主動(dòng)進(jìn)行交流”，以及主題3常見無(wú)機(jī)物及其應(yīng)用內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)3“根據(jù)生產(chǎn)、生活中的 應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解鐵、鋁、鎂等金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)”等要求, 關(guān)注初、高中化學(xué)知識(shí)的銜接，利用活動(dòng)元教學(xué)原理，設(shè)計(jì)不同的活動(dòng)，讓學(xué)生主動(dòng)積 極地參與活動(dòng)，并充分利用實(shí)驗(yàn)及多媒體課

2、件等多種教學(xué)手段以達(dá)到教學(xué)冃的?！拌F絲在 氧氣中燃燒”實(shí)驗(yàn)學(xué)生在初屮已經(jīng)做過(guò)，但是學(xué)生一般只知道實(shí)驗(yàn)表象并不知“產(chǎn)生火 星四射”的原因。本節(jié)課通過(guò)“產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象原因”的過(guò)程探究，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生掌握 實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究的方法。在為學(xué)生揭示鐵絲和鎂條分別在氧氣中燃燒時(shí)現(xiàn)象不同的科學(xué)道 理同時(shí)，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，鍛煉學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從實(shí)驗(yàn)中解決問(wèn)題的能力。具體思路為：分組實(shí)驗(yàn)，提出問(wèn)題，引起思考一一討論與交流，初步悟出與鐵絲在 氧氣中燃燒火星四射現(xiàn)象有關(guān)的因素一一學(xué)生設(shè)計(jì)提出實(shí)驗(yàn)探究的方法一一分組實(shí)驗(yàn)， 探究討論得出“鐵絲在氧氣中燃燒火星四射現(xiàn)象與自身含碳量有關(guān)”的初步結(jié)論一一結(jié) 論運(yùn)用結(jié)合實(shí)例，

3、理論探究和分析總結(jié)“因碳的存在而產(chǎn)生氣體，氣體受熱體積急 劇膨脹，使鐵絲在氧氣中燃燒過(guò)程中產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象”一一動(dòng)畫演示“碳的存在使 鐵絲在氧氣中燃燒過(guò)程中產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象”的過(guò)程一一課堂小結(jié)。二、教 案三維目標(biāo)：1-知識(shí)與技能(1) 使學(xué)生了解常見金屬燃燒的現(xiàn)象，運(yùn)用比較、歸納、分析等方法初步揭示化學(xué) 現(xiàn)象的本質(zhì)，并能做出合理的解釋；(2) 引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)來(lái)學(xué)習(xí)化學(xué)，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)研究的方法，能設(shè)計(jì)并完成 一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)，分析和解決與化學(xué)有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題；(3) 重視化學(xué)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系，能綜合運(yùn)用物理等學(xué)科有關(guān)的知識(shí)、技能與 方法分析和解決一些化學(xué)問(wèn)題；(0培養(yǎng)學(xué)生探究意識(shí)和提高探

4、究能力。2.過(guò)程與方法(1) 通過(guò)對(duì)鐵絲和鎂條在氧氣屮燃燒現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，讓學(xué)生進(jìn)一步理解科學(xué) 探究的意義，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，提高科學(xué)探究能力；(2) 培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，能夠發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的化學(xué)問(wèn)題，敢于質(zhì)疑，勤 于思索，逐步形成獨(dú)立思考的能力，善于與人合作，具有團(tuán)隊(duì)精神。3情感態(tài)度價(jià)值觀(1)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，樂(lè)于探究物質(zhì)變化的奧秘，體驗(yàn)科學(xué)探究的艱 辛和喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧；（2）培養(yǎng)學(xué)生樹立辯證唯物主義的世界觀，養(yǎng)成務(wù)實(shí)求真、勇于創(chuàng)新、積極實(shí)踐的 科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)：鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象與鐵絲含碳量的關(guān)系及成因。教學(xué)難點(diǎn)：科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。教具準(zhǔn)

5、備：教師：多媒體、實(shí)物展臺(tái)、話筒、電腦。學(xué)生分組：彎成螺旋狀的普通細(xì)鐵絲（1條瀏）、細(xì)鋼絲（1束溝）、鎂條（1 片熾）、小木炭片（2片窗）、小木條（4根闔）、長(zhǎng)鍍子（1把矗）、收集滿氧氣的集 氣瓶（4瓶nh）、酒精燈（1盞規(guī)）、小燒杯（1個(gè)規(guī)）、火柴（1盒型）、砂紙（1張/組）、放廢物的塑料杯（1個(gè)圈.）、濕抹布（1塊圈.）。 教學(xué)過(guò)程：教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖同學(xué)們：在化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們知道 有很多物質(zhì)都可以在空氣或氧氣屮燃燒，那 么請(qǐng)你舉出哪些常見的金屬可以在氧氣中燃 燒呢？討論回答：鐵、鎂、鋁籌。切入金屬燃燒的主 題。同學(xué)們回答得非常好！今天，我們就來(lái)專題探究一下鐵絲和鎂條 分別在氧氣

6、中燃燒時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象，以及 產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因。請(qǐng)同學(xué)們利用現(xiàn)有的儀器和藥品做好以 下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，觀察并做好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄總 結(jié)丁作o"【動(dòng)畫展示】實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。首先，我們做普通細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒的 實(shí)驗(yàn)。具體實(shí)驗(yàn)步驟請(qǐng)對(duì)照動(dòng)畫來(lái)做。請(qǐng)注 意記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。注意：1一定要用躡子夾緊鐵絲；2. 等小木條兒乎完全燒盡時(shí)，迅速將 螺旋狀鐵絲由集氣瓶口向下慢慢深入；3. 要盡可能將鐵絲放在集氣瓶中央， 不要與集氣瓶瓶壁接觸。學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)一：1.鐵絲在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)步驟：取一段螺旋狀的普通細(xì) 鐵絲鐵絲，將小半根火柴棒塞入鐵絲中 并固定（火柴稈長(zhǎng)度ie不要超長(zhǎng)，避 免火柴桿燃燒消耗太多氧氣）；用鐵子

7、 將鐵絲夾住，然后將整個(gè)鐵絲放在酒精 燈上點(diǎn)燃，等木條完全燒盡時(shí)將鐵絲由 集氣瓶口向下慢慢深入。觀察討論回答實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)切入，發(fā)現(xiàn)問(wèn) 題，提出問(wèn)題，進(jìn) 入主題。下面，我們一起來(lái)做一下鎂條在氧氣中燃 燒的實(shí)驗(yàn)。先讓我們通過(guò)一段動(dòng)畫了解實(shí)驗(yàn) 時(shí)應(yīng)該如何做，并要注意哪些細(xì)節(jié)?！緞?dòng)畫展示】實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。請(qǐng)同學(xué)們要特別注意鎂條燃燒時(shí)在“火星 四射”現(xiàn)象方面有何不同。學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)一：2.鎂條在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)步驟：取一小段經(jīng)打磨過(guò)的鎂 條，用銀子將鎂條夾住，然后將鎂條放 在酒精燈上點(diǎn)燃，待鎂條燃燒后迅速放 入氧氣中。討論并總結(jié)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。觀察討論回答實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)一下普通細(xì)鐵絲、錢條分別在 氧氣中

8、的燃燒現(xiàn)象。學(xué)生討論與交流：普通細(xì)鐵絲、鎂條在 氧氣中燃燒現(xiàn)象的不同之處。設(shè)問(wèn)：同樣是點(diǎn)燃，同樣是與氧氣反應(yīng)， 普通細(xì)鐵絲與鎂條的燃燒現(xiàn)象卻有如此大的 差異？學(xué)生活動(dòng)與探究：同樣是點(diǎn)燃，同樣是 與氧氣反應(yīng)，普通細(xì)鐵絲與鎂條的燃燒 現(xiàn)象卻有如此大的差異？學(xué)生猜想。通過(guò)對(duì)反應(yīng)現(xiàn) 象發(fā)生的內(nèi)因和外 因的分析，培養(yǎng)學(xué) 生合作精神和理論 推導(dǎo)能力。同學(xué)們回答得很好！下面，我們來(lái)具體了解一下普通細(xì)鐵絲 和鎂條的化學(xué)組成成分。學(xué)生活動(dòng)與探究：閱讀學(xué)案材料， 討論總結(jié)鐵絲和鎂條在組成上有什么 不同？并完成有關(guān)內(nèi)容。研究燃燒對(duì)象（金 屬）的組成，為后 面的探究實(shí)驗(yàn)方案 的設(shè)計(jì)提出打下鋪 墊?，F(xiàn)在，我們知道了鐵絲

9、中除鐵外，所含 的雜質(zhì)主要為碳。那么我們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái) 探究鐵絲在氧氣中燃燒發(fā)生火星四射現(xiàn)象與 碳的存仕有無(wú)關(guān)系？學(xué)生活動(dòng)與探究：如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái) 探究鐵絲在氧氣屮燃燒發(fā)生火星四射 現(xiàn)象與碳的存在有無(wú)關(guān)系？緊扣學(xué)生的設(shè) 計(jì)思路，及時(shí)用實(shí) 驗(yàn)進(jìn)行探究驗(yàn)證， 層層推進(jìn)，充分發(fā) 揮學(xué)生的主觀能動(dòng) 性。使探究過(guò)程自 然有序，得到的結(jié) 果也就順理成章， 符合學(xué)生探究知識(shí) 的認(rèn)知規(guī)律。好！下面我們就來(lái)做一下實(shí)驗(yàn)，觀察一下 木炭燃燒有無(wú)火星四射現(xiàn)象?！緞?dòng)畫展示】實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。探究實(shí)驗(yàn)二1.木炭在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)步驟：用躡子取一小塊木炭片 （半個(gè)小指甲蓋大）放在酒精燈外焰上 加熱至紅熱吋，迅速將紅熱的木炭由集 氣瓶口

10、向下慢慢深入。觀察討論回答實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。現(xiàn)在，我們知道了木炭在氧氣中的燃燒會(huì) 產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象。同學(xué)們，你們認(rèn)為鐵絲 在氧氣中燃燒發(fā)?；鹦撬纳洮F(xiàn)彖與碳的存在 有無(wú)關(guān)系？學(xué)生活動(dòng)與探究：鐵絲在氧氣中燃燒發(fā) 牛火星四射現(xiàn)象與碳的存在有無(wú)關(guān) 系？下面，我們?nèi)∨c普通細(xì)鐵絲含碳量不同 的鋼絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)。【動(dòng)畫展示】實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。注意觀察比較鋼絲與普通細(xì)鐵絲燃燒時(shí) 發(fā)生火星四射現(xiàn)象的劇烈程度。探究實(shí)驗(yàn)二2鋼絲在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)步驟：采用將小半根火柴棒塞 入較多量鋼絲疏松纏繞在一起的鐵絲 屮并固定，然后用鍛子將鐵絲夾住將整 個(gè)鐵絲放在酒精燈上點(diǎn)燃，等木條幾乎 燃燒完后，迅速將燃燒的鐵絲由集氣瓶 口向下慢慢深入

11、。觀察比較鋼絲與普通細(xì)鐵絲燃燒 吋發(fā)生火星四射現(xiàn)象的劇烈程度。通過(guò)鋼絲與鐵絲在氧氣屮燃燒時(shí)火星四 射現(xiàn)象的比較，同學(xué)們能夠找出鐵絲中含碳 量與燃燒時(shí)火星四射現(xiàn)象的關(guān)系嗎？學(xué)生討論得出結(jié)論：含碳量越多，產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象 就劇烈。通過(guò)學(xué)生親自動(dòng)手 做實(shí)驗(yàn)探究和驗(yàn) 證，排除了學(xué)生心 中的疑慮，鍛煉了 思維，提高了解決 問(wèn)題的能力。設(shè)問(wèn)：同學(xué)們，我們已經(jīng)找到鐵絲燃燒 時(shí)能否產(chǎn)生火星四射的原因與含碳最的高低 有關(guān)。那么，為何碳的存在會(huì)使鐵絲在氧氣 中燃燒產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象？學(xué)生活動(dòng)與探究：為何碳的存在會(huì) 使鐵絲在氧氣屮燃燒產(chǎn)生火星四射的 現(xiàn)象？可能的原因是什么？過(guò)渡。引導(dǎo)學(xué)生理論 探究現(xiàn)象產(chǎn)生的深 層

12、原因。同學(xué)們回答的很好，很有見解?，F(xiàn)在讓我們先一起了解一下手榴彈爆炸 吋彈片向四周飛射的基本原理?！緞?dòng)畫展示】手榴彈彈片向四周飛射是因?yàn)閮?nèi)部填裝 的火藥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成了大量氣體，氣體 受熱體積迅速膨脹產(chǎn)生巨大圧強(qiáng)，推動(dòng)外包 的彈片向四周飛射，從而發(fā)揮殺傷力。觀看動(dòng)畫，聆聽講解。利用學(xué)生比較熟悉 的實(shí)例，通過(guò)多媒 體動(dòng)畫等手段，打 開學(xué)生思維，揭開 現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。那么，鐵絲在氧氣中燃燒時(shí)，是什么動(dòng) 力將火星向四周推射出去呢？我們從鐵絲的組成元素燃燒時(shí)可能發(fā)生 的反應(yīng)入手，探究分析?！緞?dòng)畫展示】揭示現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。學(xué)生活動(dòng)與探究：1鐵絲在氧亳中燃燒時(shí)，鐵和碳分 別發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)？chqm33

13、 3fcho= fe q 2g-肥 q 筍溫 3fe4- 2(d2.根據(jù)碳爰輛反應(yīng)討論，鐵絲 燃燒時(shí)是什么動(dòng)力將火星向四周推射 出去，從而產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象？在點(diǎn)燃的鐵絲上，在氧氣能夠到達(dá) 的淺表面發(fā)生碳與氧氣直接生成二氧 化碳?xì)怏w的反應(yīng)，稍深一點(diǎn)的由于表面 熔融物的流動(dòng)性，碳與新生成鐵的氧化 物反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，氣體受熱體 積迅速膨脹產(chǎn)生壓強(qiáng)，其壓強(qiáng)能推開其 包圍物，推動(dòng)周圍的熔化物向四周飛 濺，于是我們便看到火星四射現(xiàn)象。下面，請(qǐng)同學(xué)們思考并回答下面這個(gè)問(wèn) 題：為什么鐵絲中含碳量越多，在氧氣中燃 燒時(shí)產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象就劇烈。學(xué)生活動(dòng)與探究：為什么鐵絲中含碳量越多，在氧氣 屮燃燒時(shí)產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象就劇烈。將探究的理論結(jié)果 應(yīng)用于實(shí)際，讓學(xué) 生體驗(yàn)求知帶來(lái)的 成就感那么，為什么鎂條在氧氣屮沒(méi)有產(chǎn)生火 星四射現(xiàn)象？學(xué)生討論冋答：為什么鎂條在氧氣屮沒(méi) 有產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象？將探究的理論結(jié)果 冉次應(yīng)用于實(shí)際，強(qiáng)化學(xué)生體驗(yàn)探究 的成就感。在煉鋼過(guò)程中，操作工人根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)， 通過(guò)觀察盛鋼水的爐口噴出的火花的密集程 度，判斷鋼水中碳元素的高低，確定冶煉終 點(diǎn)，完成一護(hù)鋼水a(chǎn)勺冶